[发明专利]一种船舶柴油机模拟实验台

摘要

本发明一种船舶柴油机模拟实验台的研制是基于西门子S7-200PLC，采用实船真实控制组件，利用变频器驱动电机来模拟船上的主机，驱动齿轮箱、带动螺旋桨，具有体积小、完全仿真、可方便模拟定距桨低速机、中速机和高速机的遥控模拟装置。

主权项

一种船舶柴油机模拟实验台包含以下几个部分：主机模拟试验台包括齿轮箱信号模拟箱，Woodward 2301D电子调速器，G120变频器，三相异步电机和齿轮箱，用于模拟实船柴油主机工作情况；主机信号模拟箱设计有20路数字信号和10路模拟信号，模拟信号包括1路真实的压力传感信号和1路真实的温度传感信号，分别设置为起动连锁、警告、降速、停车等信号；数字信号由数字开关连接到模拟箱PLC的数字量I/O点，再由PLC处理为相应数据存储区位变量来实现；电子调速器用于发动机发电机组控制的基于微型计算机的带有自动负荷分配功能，该控制器设计用于控制中速和高速柴油发动机或中速和高速气体发动机；电子调速器内部自带有一个PID控制器，本系统中调速器的PID参数是采用Ziegler‑Nichols回路整定技术确定；变频器是为交流电机提供成本经济的高精度速度、转矩控制而设计的，能够完美地满足低压范围内的高性能应用需求；控制单元CU和功率模块PM都是完全独立的单元，采用标准的模块化设计；如要进行参数化、操作和监控，则可以选择基本操作面板（BOP）或者通过接口用STARTER调试软件完成；本系统齿轮箱连接三相异步电机传动轴，并带动螺旋桨转动，起减速、离合和换向作用；设计的减速齿轮箱由两组传动比各为2的减速器组成总传动比为4的减速齿轮箱，本系统中即主机转速为艉轴转速的4倍，同时设计有用于离合、换向的电磁离合器和检测主机、艉轴转速的霍尔齿轮转速传感器；测速采用的霍尔齿轮转速传感器是一种真正的零速度数字微分霍尔效应传感器；触摸屏用于设置手柄参数、备车条件、监控主机和齿轮箱各参数值、绘制主机转速和船速趋势图等；组态的触摸屏界面主要有主监控界面、操纵手柄、参数设定、模拟信号箱、报警查询、历史报警、备车条件、转速趋势图等。